Психолог в интернете Новости наук о человеке и психологическая помощь. Сайт психолога Андрея Гаврилова.
Бразильские исследователи разработали недорогой портативный биосенсор, который может быстро идентифицировать белок, изменение уровня которого связано с такими психическими расстройствами, как депрессия, шизофрения и биполярное расстройство. Когда этот биосенсор появится в продаже, он может способствовать ранней диагностике, что крайне важно для лечения и мониторинга клинического состояния пациентов.
Биосенсор является результатом партнерства исследователей из Университета Сан-Паулу и компании Embrapa Instrumentação – децентрализованного подразделения Бразильской корпорации сельскохозяйственных исследований.
Он представляет собой гибкую полоску с электродами, которая в сочетании с портативным анализатором оценивает капли человеческой слюны.
Менее чем за три минуты биосенсор определяет концентрацию BDNF (нейротрофического фактора головного мозга – белка, имеющего решающее значение для роста и поддержания нейронов, а также развития функций мозга, включая обучение и память.
Исследование, опубликованное в журнале ACS Polymers Au, показывает, что устройство может надежно измерять чрезвычайно низкие концентрации белка в широком диапазоне концентраций слюны (от 10-2⁰ до 10-1⁰ граммов на миллилитр), вплоть до минимальных количеств, которые все еще можно обнаружить (1,0 × 10-2⁰ граммов на миллилитр)..
Ориентировочная стоимость биосенсора составляет 2,19 доллара США за единицу, и он рассчитан на длительное хранение. По словам ученых, следующим шагом будет получение патента.
“Существует несколько датчиков, которые выполняют такой анализ, и наш показал наилучшие результаты. Он выявил широкий диапазон концентраций, что является очень хорошим результатом с клинической точки зрения. Когда уровень белка очень низкий, это может служить тревожным звоночком о наличии заболеваний и психических расстройств. С другой стороны, сигнализируя о повышении уровня BDNF, он помогает отслеживать прогресс пациента в соответствии с проводимым лечением”, – объясняет Пауло Аугусто Раймундо Перейра, исследователь из Института физики Сан-Карлоса и автор статьи.
Перейра, имеющий опыт работы в области химии и биотехнологии, занимается разработкой гибких датчиков и электрохимических биосенсоров.
В 2023 году он стал одним из авторов статьи в Chemical Engineering Journal, в которой были представлены результаты использования портативного датчика для самостоятельного анализа мочи с целью выявления маркеров таких заболеваний, как подагра и болезнь Паркинсона
Связь с расстройствами
В научной литературе показано, что низкий уровень BDNF является одним из факторов, вызывающих некоторые неврологические и психические расстройства, связанные со снижением когнитивных способностей. Депрессия – одно из таких расстройств. Действие белка восстанавливается с помощью антидепрессантов. У здоровых людей уровень BDNF превышает 20 нанограммов на миллилитр (нг/мл), тогда как у людей с большим депрессивным он ниже 10 или 12 нг/мл.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), более 1 миллиарда человек страдают психическими расстройствами, наиболее распространенными из которых являются тревога и депрессия. Согласно отчетам организации, в том числе Атласу психического здоровья за 2024 год, распространенность этих расстройств возросла во всех странах, затрагивая людей всех возрастов и уровней дохода.
В период с 2022 по 2024 год количество случаев отсутствия работников на рабочем месте из-за проблем с психическим здоровьем в Бразилии выросло на 134 %.
По данным Обсерватории по охране и гигиене труда, число таких случаев увеличилось с 201 000 до 472 000 и было вызвано эпизодами депрессии, тревоги и рецидивирующими депрессивными состояниями.
“Рост числа случаев психических расстройств и, как следствие, увеличение потребления лекарств, особенно после пандемии COVID-19, побудили нас заняться этой проблемой и поиском альтернативы”, – добавляет Перейра.
Исследователи разработали гибкую полоску, нанесенную трафаретной печатью на подложку из полиэфирной пленки, с тремя электродами: одним функциональным рабочим электродом, одним вспомогательным электродом из чистого углерода и одним серебряным электродом сравнения.
Рабочий электрод был модифицирован с использованием углеродных наносфер. На него был нанесен слой из двух химических соединений – полиэтиленимина и глутаральдегида – для повышения чувствительности и использования в качестве матрицы для иммобилизации специфичных к BDNF антител (анти-BDNF). Для предотвращения других типов взаимодействия был добавлен реактивный слой этаноламина.
Обнаружение BDNF основано на образовании иммунокомплексов антитело-антиген, которые повышают устойчивость к переносу электронов на поверхности сенсора. Это повышение фиксируется с помощью электрохимической импедансной спектроскопии – метода, используемого для изучения процессов, происходящих на границе раздела электрода и раствора.
Результаты могут отображаться в режиме реального времени на мобильном устройстве (смартфоне) посредством беспроводной связи (Bluetooth).
Современные методы, используемые для анализа уровня BDNF, включают иммуноферментный анализ, электрохемилюминесценцию, флуоресценцию и высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ). Эти методы требуют времени, больших объемов образцов и специализированных лабораторий.
“Мы движемся к персонализированной медицине, в которой лечение будет все больше подстраиваться под каждого конкретного пациента. В случае с биосенсором его можно оптимизировать под разные профили”, – говорит исследователь.
в Telegram или ВКонтакте.
Помощь психолога
